Question

17．X、Y、Z、W為四種短周期元素，它們的性質、原子結構等信息如表：

X	原子M層上的電子數(shù)是原子核外電子層數(shù)的2倍
Y	短周期中原子半徑最大的元素
Z	元素的單質為雙原子分子，Z的氫化物水溶液呈堿性
W	元素最高正價是+7價

回答下列問題：
（1）W在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA 族．X、Y、W三種元素的簡單離子半徑大小是S^2-＞Cl^-＞Na⁺；（用離子符號表示）
（2）Y單質在氧氣中燃燒的產物的電子式為．用電子式表示元素X與Y形成化合物的過程；
（3）Z的氣態(tài)氫化物的沸點反常，原因是NH₃分子間存在氫鍵．元素W與元素X相比，非金屬性較強的是Cl（用元素符號表示），下列表述中能證明這一事實的是②④；
①常溫下W的單質和X的單質狀態(tài)不同
②W的氫化物比X的氫化物穩(wěn)定
③一定條件下W和X的單質都能與氫氧化鈉溶液反應
④W的單質可以和X的氫化物水溶液反應置換出X
（4）Z₂在一定條件下能和氫氣反應生成氣態(tài)氫化物，已知破壞1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q₁kJ，破壞1molZ₂中的化學鍵消耗的能量為Q₂kJ，形成1molZ-H化學鍵釋放的能量為O₃kJ，則上述反應放出的能量可表示為6Q₃-3Q₁-Q₂kJ．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W為四種短周期元素，X元素原子M層上的電子數(shù)是原子核外電子層數(shù)的2倍，M層電子數(shù)為6，則X為S元素；Y是短周期中原子半徑最大的元素，則Y為Na；Z元素的單質為雙原子分子，Z的氫化物水溶液呈堿性，則Z為N元素；W元素最高正價是+7價，則W為Cl．
（1）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大；
（2）Y單質在氧氣中燃燒的產物為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構成；元素X與Y形成化合物為Na₂S，由鈉離子與硫離子構成；
（3）Z的氣態(tài)氫化物為NH₃，由于分子之間存在氫鍵，其沸點反常；同周期自左而右元素非金屬性增強，可以根據(jù)單質與氫氣反應難易程度、氫化物穩(wěn)定性、最高價含氧酸的酸性強弱、單質之間的置換反應等進行判斷；
（4）對于放熱反應，放出的熱量=形成化學鍵放出的能量之和-破壞化學鍵消耗能量之和．

解答 解：X、Y、Z、W為四種短周期元素，X元素原子M層上的電子數(shù)是原子核外電子層數(shù)的2倍，M層電子數(shù)為6，則X為S元素；Y是短周期中原子半徑最大的元素，則Y為Na；Z元素的單質為雙原子分子，Z的氫化物水溶液呈堿性，則Z為N元素；W元素最高正價是+7價，則W為Cl．
（1）W為Cl元素，原子核外有3個電子層，最外層電子數(shù)為7，處于周期表中第三周期第ⅦA 族，
電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：S^2-＞Cl^-＞Na⁺，
故答案為：第三周期第ⅦA 族；S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）Y單質在氧氣中燃燒的產物為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構成，電子式為，元素X與Y形成化合物為Na₂S，由鈉離子與硫離子構成，用電子式表示形成過程為：，
故答案為：；；
（3）Z的氣態(tài)氫化物為NH₃，由于NH₃分子間存在氫鍵，其沸點反常；同周期自左而右元素非金屬性增強，故非金屬性Cl＞S，
①狀態(tài)屬于物理性質，不能比較元素非金屬性，故錯誤；
②氫化物穩(wěn)定性與元素的非金屬性一致，HCl比硫化氫穩(wěn)定，說明Cl的非金屬性更強，故正確；
③單質與氫氧化鈉溶液反應不能比較非金屬性強弱，故錯誤；
④氯氣可以和氯化氫水溶液反應置換出硫，說明氯元素非金屬性比硫的強，故正確；
故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；Cl；②④；
（4）發(fā)生反應：N₂+3H₂=2NH₃，破壞1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q₁kJ，破壞1molZ₂中的化學鍵消耗的能量為Q₂kJ，形成1molZ-H化學鍵釋放的能量為O₃kJ，對于放熱反應，放出的熱量=形成化學鍵放出的能量之和-破壞化學鍵消耗能量之和，則上述反應放出的能量可表示為：（6Q₃-3Q₁-Q₂）kJ，
故答案為：6Q₃-3Q₁-Q₂．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，推斷元素是解題關鍵，注意金屬性與非金屬強弱比較實驗事實，注意理解反應熱與鍵能的關系．